(57)【要約】  本発明の防炎性レーヨン繊維は、レーヨン繊維中に珪素とナトリウムの成分を含み、８００℃で燃焼したときにガラス質が残存し、ガラス質は８００℃で軟化する性質を有しており、前記レーヨン繊維を蛍光Ｘ線分析したとき、珪素の含有量は５〜３０質量％の範囲であり、ナトリウムの含有量は０．１〜３質量％の範囲である。また、本発明の防炎性レーヨン繊維は、ビスコース原液を調製し、前記ビスコース原液中に、アルカリ金属を含む珪酸化合物を含有する溶液を添加してアルカリ金属を含む珪酸化合物添加ビスコース液とし、硫酸を含む紡糸浴に前記アルカリ金属を含む珪酸化合物添加ビスコース液をノズルより押し出して紡糸し、珪酸化合物を含む被処理繊維を作製し、前記被処理繊維に対して精練工程又は後加工工程においてｐＨが４〜１１の範囲であるナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液を用いて処理することにより製造できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
防炎性を有するレーヨン繊維であって、
レーヨン繊維中に珪素とナトリウムの成分を含み、
前記レーヨン繊維は、８００℃で燃焼したときにガラス質が残存し、ガラス質は８００℃で軟化する性質を有しており、
前記レーヨン繊維を蛍光Ｘ線分析したとき、珪素の含有量は５〜３０質量％の範囲であり、ナトリウムの含有量は０．１〜３質量％の範囲であることを特徴とする防炎性レーヨン繊維。
【請求項２】
前記レーヨン繊維は、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ｅ法（酸素指数法試験）に準じた、こより（Ｅ−１号）測定において、ＬＯＩ値が３１以上、又は不織布（Ｅ−２号）測定において、ＬＯＩ値が２４以上である請求項１に記載の防炎性レーヨン繊維。
【請求項３】
前記レーヨン繊維の灰分は１０〜５０質量％の範囲である請求項１又は２に記載の防炎性レーヨン繊維。
【請求項４】
前記レーヨン繊維における珪素とナトリウムの含有割合、珪素／ナトリウム質量比が１０以上９０未満の範囲である請求項１〜３のいずれか１項に記載の防炎性レーヨン繊維。
【請求項５】
ビスコース原液を調製する工程と、
前記ビスコース原液中に、アルカリ金属を含む珪酸化合物を含有する溶液を添加してアルカリ金属を含む珪酸化合物添加ビスコース液とする工程と、
硫酸を含む紡糸浴に前記珪酸化合物添加ビスコース液をノズルより押し出して紡糸し、珪酸化合物を含む被処理繊維を作製する工程と、
前記被処理繊維に対して、精練工程又は後加工工程においてｐＨが４〜１１の範囲であるナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液を用いて処理する工程とを含む防炎性レーヨン繊維の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の防炎性レーヨン繊維を少なくとも３０質量％含むことを特徴とする防炎性繊維構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防炎性レーヨン繊維及びその製造方法、並びに防炎性繊維構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、難燃性を有するセルロース繊維やその製造方法について、炭化を促進することにより難燃化を向上させる検討が数多く行われていた。また、最近では、防炎性を有するセルロース繊維として、ビスコースレーヨンの紡糸技術を駆使して、セルロースとガラス質を複合することで、セルロースは分解してもガラス質が残り、燃焼が止まることを利用した、幾つかの技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ビスコースと珪酸ソ−ダを混合し、硫酸を含む浴で紡糸を行い、複合繊維を繊維化することが提案されている。特許文献２には、ビスコースに珪酸ソーダを混ぜ、精練工程でアルミン酸Ｎａを使用し、アルミを内在させたセルロース繊維が提案されている。特許文献３には、ビスコースに珪酸ソーダを混ぜ、精練工程又は後加工工程でＭｇを含むアルカリ溶液を接触させ、Ｍｇを内在させたセルロース繊維が提案されている。【０００３】
しかし、特許文献１に開示されているセルロース繊維は単なるセルロースと珪酸の複合であり、高温に晒されると、ガラス質の骨格は形成されるが、セルロースの分解を阻害することはできず、難燃性をさらに向上させる必要がある。また、特許文献２に開示されているセルロース繊維はアルミニウムを含んでいるが、アルミニウムは神経毒性を有する可能性が示唆されているため、安全性の面から更なる改善が必要となる。また、特許文献３に開示されているセルロース繊維は、高温に晒されると、ガラス質の骨格は形成されて防炎性能を発揮するとともに、洗濯耐久性も有する。しかし、特許文献３の防炎性レーヨンでは、Ｍｇ加工の作業が煩雑となる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】英国特許第１，０６４，２７１号明細書
【特許文献２】特許第３１７９１０４号公報
【特許文献３】特許第４０９４０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の問題を解決するため、防炎性に優れるとともに、難燃性にも優れる防炎性レーヨン繊維及びその製造方法、並びに防炎性繊維構造物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の防炎性レーヨン繊維は、レーヨン繊維中に珪素とナトリウムの成分を含み、前記レーヨン繊維は、８００℃で燃焼したときにガラス質が残存し、ガラス質は８００℃で軟化する性質を有しており、前記レーヨン繊維を蛍光Ｘ線分析したとき、珪素の含有量は５〜３０質量％の範囲であり、ナトリウムの含有量は０．１〜３質量％の範囲であることを特徴とする。【０００７】
本発明の防炎性レーヨン繊維の製造方法は、ビスコース原液を調製する工程と、前記ビスコース原液中に、アルカリ金属を含む珪酸化合物を含有する溶液を添加してアルカリ金属を含む珪酸化合物添加ビスコース液とする工程と、硫酸を含む紡糸浴に前記珪酸化合物添加ビスコース液をノズルより押し出して紡糸し、珪酸化合物を含む被処理繊維を作製する工程と、前記被処理繊維に対して、精練工程又は後加工工程においてｐＨが４〜１１の範囲であるナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液を用いて処理する工程とを含む。【０００８】
本発明の防炎性繊維構造物は、前記防炎性レーヨン繊維を少なくとも３０質量％含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の防炎性レーヨン繊維は、レーヨン繊維中に珪素とナトリウムの成分を含むことにより、優れた防炎性能及び自己消火性（難燃性）を示す。また、本発明の防炎性レーヨン繊維は、ノンハロゲンであるので、仮に燃焼した場合の発生ガスには、シアンやハロゲン化合物等の有害物質は無い。さらに、本発明の防炎性レーヨン繊維は、主な成分がレーヨンであり、土中に埋設し分解することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施例の防炎性レーヨン繊維の８００℃での灰化状態を示す顕微鏡写真である。
【図２】図２は、本発明の他の一実施例の防炎性レーヨン繊維の８００℃での灰化状態を示す顕微鏡写真である。
【図３】図３は、比較例の防炎性レーヨン繊維の８００℃での灰化状態を示す顕微鏡写真である。
【図４】図４は、他の比較例の防炎性レーヨン繊維の８００℃での灰化状態を示す顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明における防炎性とは、炎バリア性を意味し、ガラス質の骨格が残ることで得られる特性をいう。具体的には炎を当てても残炎時間が短く炭化面積も小さい性能のことである。この性能は、例えば寝タバコをしてタバコの火がベッドの上のシーツに落ちても焦げるだけで燃え広がらない性質として有用である。また、難燃性とは、自己消火性を有し、繊維自体が燃えにくい特性をいう。具体的には、解繊した綿に着火してもフラッシュ等起こさず自己消火する特性をいう。
【００１２】
本発明の防炎性レーヨン繊維は、レーヨン繊維中に珪素とナトリウムの成分を含む。本発明のレーヨン繊維は、１０００℃より低い温度、例えばタバコの火の温度約８００℃で軟化し、生分解性を有し、レーヨン成分を除く他の成分は珪素とナトリウムを含む化合物（主として珪酸ナトリウム）を形成しているため、環境への負荷の少ないレーヨン繊維とすることができる。
【００１３】
前記レーヨン繊維は、セルロースをキサントゲン化し希アルカリにて希釈溶解したビスコースを凝固再生して得られる繊維であり、セルロース等の材料やその製造方法によって、特に限定されるものではない。
【００１４】
前記防炎性レーヨン繊維は、繊維中に珪素とナトリウムを含むことにより、燃焼時にソーダガラス構造を形成し、軟化点が低くなり、約８００℃等の高温下でいち早くガラスが軟化してセルロースの分解を阻害すると推定される。通常、セルロースの燃焼は、熱による分解生成ガスが可燃性のため、燃焼が継続するが、燃焼時にソーダガラス構造を形成することにより、セルロースの分解を阻害して燃焼を抑制し、自己消火することになる。
【００１５】
前記防炎性レーヨン繊維の珪素の含有量は、蛍光Ｘ線分析で測定した場合に、５〜３０質量％であり、好ましくは８〜２３質量％の範囲、より好ましくは１３〜１９質量％の範囲である。本発明の防炎性レーヨン繊維において、珪素の含有量を前記範囲内にすることによって、レーヨン繊維の強度と風合いが保たれる。
【００１６】
前記防炎性レーヨン繊維のナトリウムの含有量は、蛍光Ｘ線分析で測定した場合に、０．１〜３質量％であり、好ましくは０．１５〜１.５質量％の範囲、より好ましくは０．２〜１．０質量％の範囲である。本発明の防炎性レーヨン繊維において、ナトリウムの含有量を前記範囲内にすることによって、防炎性及び自己消火性のより良好な防炎性レーヨン繊維とすることができる。
【００１７】
また、前記防炎性レーヨン繊維において、蛍光Ｘ線分析で測定した場合に、珪素の含有量とナトリウムの含有量の割合、珪素／ナトリウム質量比は、１０以上９０未満であることが好ましい。上記珪素／ナトリウム質量比は繊維の軟化のし易さを示すパラメータであり、珪素／ナトリウム質量比が低いほど、前記防炎性レーヨン繊維は燃焼させたときに、繊維内部でソーダガラス化して軟化しやすくなり、自己消火性（難燃性）が向上する。より好ましい珪素／ナトリウム質量比は、１５〜７０である。前記珪素／ナトリウム質量比が９０未満であると、珪酸ナトリウム（ｘＮａ２・ｙＳｉＯ２・ｚＨ２Ｏ、但しｘは１〜５、ｙ≧ｘ、ｚは１〜３）が形成されている割合が多く、良好な難燃性が得られる。また、前記珪素／ナトリウム質量比が１０以上であると、ガラス質の骨格を残しながら軟化するので、良好な防炎性と難燃性が得られる。
【００１８】
前記防炎性レーヨン繊維中でナトリウムの存在状態は、少なくとも一部がレーヨン繊維中に含まれていればよく、その他はレーヨン繊維の表面等に付着していても良い。ナトリウムがレーヨン繊維中（繊維の内部）に存在しているか否かは、水洗により確認することができる。前記珪素と前記ナトリウム化合物は、その状態によって特に限定されるものではなく、繊維内に均一に混合されていても良いし、相溶又は非相溶で存在していても良い。前記ナトリウムは、一部が珪酸ナトリウム等のナトリウム化合物として存在していればよく、その他は酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム等のナトリウム塩として含まれていても良い。
【００１９】
前記防炎性レーヨン繊維の灰分は１０〜５０質量％の範囲が好ましく、より好ましくは１５〜４０質量％の範囲、特に好ましくは２５〜３８質量％の範囲である。ここで灰分とは、高温で有機物を焼却し、後に残渣として残る無機物のことである。灰分が１０質量％未満であると、防炎性レーヨン繊維の防炎性が低下する傾向がある。灰分が５０質量％を越えると、防炎性レーヨン繊維の強度が低下したり、風合いが損なわれたりする傾向があり、また４０質量％を越えると、従来の難燃剤等を使用していないレーヨン繊維と同じ風合いを得られにくい傾向がある。そこで、本発明の防炎性レーヨン繊維の灰分を前記範囲内にすることによって、防炎性が良好で、風合いのよい防炎性レーヨン繊維とすることができる。なお、本発明において、防炎性レーヨン繊維の灰分は、ＪＩＳ  Ｌ  １０１５  ８．２０に準じて測定しており、防炎性レーヨン繊維の絶乾質量に対して、防炎性レーヨン繊維を８５０℃で燃焼させたときに残る成分の質量の質量％で示している。以下においても、同様である。
【００２０】
前記防炎性レーヨン繊維は、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ｅ法（酸素指数法試験）に準じたこより測定（Ｅ−１号）において、ＬＯＩ値が３１以上であることが好ましく、３２以上であることがより好ましい。また、前記防炎性レーヨン繊維は、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ｅ法（酸素指数法試験）に準じた不織布測定（Ｅ−２号）において、ＬＯＩ値が２３以上であることが好ましく、より好ましくは２４以上である。本発明のレーヨン繊維は、ＬＯＩ値が上記範囲を満たすので、防炎性も有しながら難燃性があり、好ましい。
【００２１】
前記防炎性レーヨン繊維は、Ｌ値（白色度）が、好ましくは４０〜９０、より好ましくは４４〜８６、特に好ましくは４８〜７０である。Ｌ値は、白を１００、黒を０としたときの白色度の指標であり、数値が正で大きいほど白くなる。Ｌ値１００は白色であるが、通常のレーヨン繊維の白色度は９２〜９５程度であり、加熱時のセルロースの色相変化の影響から純白になることはないので、Ｌ値が９０を超えるものを生産することは難しい傾向がある。また、Ｌ値が４０未満のものは、製品となった場合に色相が悪くなりやすく、製品の価値が低下する傾向がある。
【００２２】
前記防炎性レーヨン繊維は、その繊度によって特に限定されるものではなく、一般的には繊度が１〜１７ｄｔｅｘの範囲であり、好ましくは１．７〜１０ｄｔｅｘの範囲である。繊度が１ｄｔｅｘ未満では、レーヨン繊維の強度が低下する傾向があり、繊度が１７ｄｔｅｘを超えると、繊維径が太すぎるため粗硬となる傾向がある。また、前記防炎性レーヨン繊維は、その繊維長によって特に限定されるものでもなく、フィラメントとしてもステープルとしても使用できる。繊維長は自由に設定でき、５〜２０ｍｍでは障子紙や壁紙等、２０〜２００ｍｍであれば不織布用途や紡績糸として使用できる。長繊維束では、精練後切断せずに使用できる。
【００２３】
前記防炎性レーヨン繊維の繊維断面はその形状によって特に限定されるものではなく、使用用途によって適宜選択できる。例えば、円型、異型、中空型、偏平型等の形状が挙げられる。
【００２４】
本発明の防炎性レーヨン繊維は、再生セルロースであるレーヨンが一般的に有する有用な物性、例えば生分解性、吸水性、吸湿性、帯電防止性、熱安定性等を保持している。本発明の防炎性レーヨン繊維の主成分であるレーヨンは、生分解性を有し、例えば土中埋設することによって１〜３ヶ月で分解される。さらに、レーヨンを除く他成分は、主に珪酸とナトリウムを含む化合物（主として珪酸ナトリウム）である。そのため、本発明の防炎性レーヨン繊維は環境への負荷の少ない繊維である。
【００２５】
本発明の防炎性レーヨン繊維は、以下のようにして得ることができる。先ず、ビスコース原液中にアルカリ金属を含む珪酸化合物、例えば珪酸ソーダ（Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２・ｘＨ２Ｏ、但しｎは１〜３、ｘは１０〜２０）を添加してアルカリ金属を含む珪酸化合物添加ビスコース液（以下、単にビスコース液ともいう。）とし、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を含む紡糸浴にて前記ビスコース液をノズルより押し出して紡糸し、珪酸化合物を含む被処理繊維を作製する。前記紡糸工程において、前記ビスコース液中の前記アルカリ金属を含む珪酸化合物、例えば珪酸ソーダ（Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２・ｘＨ２Ｏ、但しｎは１〜３、ｘは１０〜２０）が前記硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と反応して二酸化珪素（ＳｉＯ２，但しポリマー）に変換する。その後、得られた被処理繊維に対して精練工程又は後加工工程においてｐＨが４〜１１の範囲であるナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液を用いて処理して本発明の防炎性レーヨン繊維を得ることができる。この処理により、珪素とナトリウムは、反応して化合物を形成する。この珪素とナトリウムを含む化合物は、レーヨン繊維中において下記のような構造をしているものと推定される。レーヨン繊維中で珪酸は層状の構造を形成しており、その単位構造の層間に酸化ナトリウムの形でナトリウムが存在し、珪酸と酸化ナトリウムは一部の酸素部分を共有することで結合し、珪酸とナトリウムのゲルが生成され、珪酸ナトリウム（ｘＮａ２Ｏ・ｙＳｉＯ２・ｚＨ２Ｏ、但しｘは１〜５、ｙ≧ｘ、ｚは１〜３）を形成すると推定される。一方、従来の防炎性レーヨン繊維の製造では、珪酸ソーダが硫酸と反応して二酸化珪素に変換する工程までは同じであるが、そのままでは硫黄分が大量に残るため、精練工程を経て硫黄分を除去しなければならない。その精練工程において繊維中に残存するナトリウムも系外に除去されるので、ナトリウムは珪酸と繊維中で結合していない。
【００２６】
前記紡糸浴は、一般的な硫酸を含む酸性紡糸浴を用いればよいが、例えばＨ２ＳＯ４を１１０〜１７０ｇ／リットル、ＺｎＳＯ４を１０〜３０ｇ／リットル及びＮａ２ＳＯ４を１５０〜３５０ｇ／リットル含むミューラー浴等を用いることができる。また、紡糸浴の温度は、一般的には４５〜６５℃である。
【００２７】
前記ビスコース原液は、一般的な組成のものを用いればよいが、例えばセルロースを５〜１５質量％、ＮａＯＨを５〜１０質量％、ＣＳ２を１〜５質量％含むビスコース原液等を用いることができる。
【００２８】
前記アルカリ金属を含む珪酸化合物は、ビスコース原液に含まれるセルロースの質量に対し、二酸化珪素（ＳｉＯ２）に換算して１０〜１００質量％の範囲であることが好ましく、より好ましくは２５〜７０質量％の範囲である。前記ビスコース液中のアルカリ金属を含む珪酸化合物は、前記硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と反応して二酸化珪素（ＳｉＯ２，但しポリマー）に変換されるものとみなされるので、二酸化珪素（ＳｉＯ２）換算とした。前記範囲内の二酸化珪素を含むことによって、繊維の強度と風合いを保つことができ、ナトリウムを含む溶液で処理したときに防炎性が良好なレーヨン繊維を製造できる。
【００２９】
前記アルカリ金属を含む珪酸化合物としては、例えば珪酸ソーダ等が挙げられる。前記珪酸ソーダ等のアルカリ金属を含む珪酸化合物を添加する工程は、一般的なビスコース原液にアルカリ金属を含む珪酸化合物の水溶液を混合すればよい。
【００３０】
前記珪酸ソーダの添加割合は、ビスコース原液のセルロースに対してＳｉＯ２換算で１０〜１００質量％の範囲であることが好ましく、より好ましくは１５〜８０質量％の範囲、特に好ましくは３０〜７０質量％の範囲である。珪酸ソーダの量を前記範囲内にすることによって、被処理繊維中に含まれるニ酸化珪素の量を、上述した本発明の防炎性レーヨン繊維に適した量に調整できる。前記珪酸ソーダとしては、例えば、珪酸ソーダ３号（ＪＩＳ  Ｋ  １４０８）を使用することができる。
【００３１】
また、前記精練工程又は後加工工程において、紡糸工程で得られた珪素成分を含有する被処理繊維をｐＨが４〜１１の範囲であるナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液によって処理することで、前記珪素とナトリウムを反応させて、珪素とナトリウムを含む化合物を形成する。珪素とナトリウムを含む化合物は、珪酸ナトリウムを形成していると推定される。例えば、精練工程の晒処理の後に、硫酸の代わりに前記ナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液に被処理繊維を接触させる処理；精練工程の酸処理の後に、前記ナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液に、被処理繊維を接触させる処理；精練工程の油剤処理にて、前記油剤成分にナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液を混合して、被処理繊維を接触させる処理；被処理繊維を精練し乾燥させた後の後加工工程として、前記ナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液に、被処理繊維を浸漬させる処理等である。このとき浴比は、使用する前記ナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液に合わせて適宜選択すればよいが、例えば被処理繊維の質量／前記溶液の質量は、１／１０〜１／１０００の範囲である。また、一般的に、浴温度は、０〜１００℃の範囲、浸漬時間は、３０秒程度で良好な加工が可能であり、２０〜３００秒の範囲であることが好ましい。
【００３２】
前記ナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液は、ｐＨが４〜１１の範囲であればよく、好ましくはｐＨが６〜１０の範囲、より好ましくはｐＨ７〜８．６の範囲、特に好ましくはｐＨ７．３〜８．６の範囲である。ｐＨ４未満では、ナトリウムが、繊維内部に入らず、自己消火性が得られない。一方、ｐＨ１１を超えると、繊維中の珪酸分が溶出してしまい、加工後の灰分が低く、結果的に防炎性が得られ難いこととなる。
【００３３】
また、繊維中の珪酸にナトリウムを効率的に反応させるという観点から、前記ナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液は、ｐＨが４〜１１の範囲で水溶液であることが好ましい。本発明において、「ナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液」とは、緩衝作用を有する溶液、すなわち緩衝液中にナトリウムを含んでおり、そのｐＨが４〜１１の範囲である溶液であれば、どのような形態であってもよい。例えば、緩衝作用を有しない水溶性ナトリウム塩と緩衝作用を有するナトリウム塩を含む緩衝液、緩衝作用を有するナトリウム塩からなる緩衝液、緩衝作用を有しない水溶性ナトリウム塩と緩衝作用を有する薬剤、例えば弱酸又は弱塩を含む緩衝液等を用いることができる。中でも、繊維中にナトリウムを効率よく取り込むという観点から、緩衝作用を有するナトリウム塩からなる緩衝液が好ましい。前記緩衝作用を有しない水溶性ナトリウム塩としては、例えば、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム等を用いることができる。前記緩衝作用を有するナトリウム塩としては、炭酸水素ナトリウム（重曹）、炭酸ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム等が挙げられる。中でも、リン系成分の含有を望まない用途又はｐＨの観点から、弱アルカリ性の炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムの緩衝液がより好ましい。また、これらのナトリウム塩は一種以上を組み合せて用いてもよい。
【００３４】
前記ナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液におけるナトリウム塩の含有量は、ナトリウムイオン濃度で規定することが管理上の観点から好ましい。前記ナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液におけるナトリウムイオンの濃度は、好ましくは５００〜１０，０００ｍｇ／Ｌの範囲、より好ましくは１，０００〜８，０００ｍｇ／Ｌの範囲である。
【００３５】
前記防炎性レーヨン繊維を含ませることにより織物、編物、不織布等の防炎性繊維構造物を得ることができる。前記防炎性繊維構造物において、前記防炎性レーヨン繊維の含有量は、３０質量％以上であることが好ましく、６０〜８０質量％であることがより好ましい。前記防炎性レーヨン繊維の含有量が３０質量％以上であれば、防炎性及び難燃性に優れる防炎性繊維構造物が得られる。前記防炎性繊維構造物に用いられる他の繊維としては、特に限定されないが、例えば、低融点ポリエステル繊維等のバインダー繊維、商品名“カネカロン”（カネカ社製）などの難燃アクリル繊維（モダアクリル）、アラミド繊維（芳香族ポリアミド）などの不燃繊維等が挙げられる。
【００３６】
以上説明したように、本発明の防炎性レーヨン繊維は、防炎性及び難燃性の良好なレーヨン繊維である。また、風合いがよく、耐ドライクリーニング性及び生分解性を有するレーヨン繊維となる。本発明の防炎性レーヨン繊維は、織物、編物、不織布等に加工して、例えば、防災物品、台所用ファンフィルター、シーツ、枕カバー、寝具用マット、寝具用カバー、防火スクリーン、インテリア用品（カーペット、椅子張り、カーテン、壁紙基布、壁材等）、車両の内装材（マット、内張布等）等の用途に有用である。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。【００３８】
（実施例１）
（１）ビスコース液の製造
セルロースを８．５質量％、水酸化ナトリウムを５．７質量％及び二硫化炭素を２．６質量％含むビスコース原液を作製した。次いで、作製したビスコース原液中に、３号珪酸ソーダと水酸化ナトリウムと水の混合溶液を添加し、ビスコース液の組成がセルロース７．２質量％、水酸化ナトリウム７．４質量％になるように調整して、珪酸ソーダ添加ビスコース液を得た。珪酸ソーダの添加率はＳｉＯ２に換算して、セルロース質量に対して５０質量％であった。
（２）紡糸
前記珪酸ソーダ添加ビスコース液を、二浴緊張紡糸法により紡糸速度５０ｍ／ｍｉｎ、延伸率５０％で紡糸して、繊度が約３．３ｄｔｅｘの繊維を得た。第一浴（紡糸浴）の組成は、硫酸１１５ｇ／リットル、硫酸亜鉛１５ｇ／リットル、硫酸ナトリウム３５０ｇ／リットルであり、温度は４８℃とした。第二浴（熱水浴）の温度は８５℃とした。前記珪酸ソーダ添加ビスコース液をノズルより押し出して、珪素を含むレーヨン長繊維束（被処理繊維）を作製した。
（３）精練
前記長繊維束を、カッターを用いて繊維長５１ｍｍにカッティングして精練処理を行った。精練工程は、熱水処理、漂白、酸洗い、水洗の順で実施した。圧縮ローラーで余分な水分を除いて、６０℃の恒温乾燥機で７時間乾燥させた。このようにして得られた被処理繊維の物性は、繊度：３．３ｄｔｅｘ、乾強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）：１．４、湿強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）：０．８、乾伸度（％）：２５、湿伸度（％）：２０であった。
（４）後加工
ナトリウムを含む緩衝作用を有する溶液（以下、ナトリウム系緩衝液という。）として、硫酸ナトリウム０．３８質量％と、炭酸水素ナトリウム０．０５質量％を含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ７．７６）を用い、この水溶液中に前記乾燥させた被処理繊維を３０秒間浸漬させた。このとき浴比は、被処理繊維の質量と前記水溶液の質量とが１：２０となる割合とした。次に、前記被処理繊維を水洗し、遠心脱水した。最後に、１０５℃の恒温乾燥機で３０分乾燥させ、実施例１の防炎性レーヨン繊維ｂ（以下、繊維ｂという。）を得た。【００３９】
（実施例２）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、硫酸ナトリウムを０．３４質量％、炭酸水素ナトリウムを０．１質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ７．７９）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の防炎性レーヨン繊維ｃ（以下、繊維ｃという。）を製造した。【００４０】
（実施例３）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、硫酸ナトリウムを０．１７質量％、炭酸水素ナトリウムを０．３質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ７．９３）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の防炎性レーヨン繊維ｄ（以下、繊維ｄという。）を製造した。【００４１】
（実施例４）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、硫酸ナトリウムを０．４１質量％、炭酸水素ナトリウムを０．０１質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ７．３１）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４の防炎性レーヨン繊維ｅ（以下、繊維ｅという。）を製造した。【００４２】
（実施例５）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、炭酸水素ナトリウムを０．１質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ８．４０）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５の防炎性レーヨン繊維ｆ（以下、繊維ｆという。）を製造した。【００４３】
（実施例６）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、炭酸水素ナトリウムを０．５質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ８．４２）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例６の防炎性レーヨン繊維ｇ（以下、繊維ｇという。）を製造した。【００４４】
（実施例７）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、炭酸水素ナトリウムを１．０質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ８．４３）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例７の防炎性レーヨン繊維ｈ（以下、繊維ｈという。）を製造した。【００４５】
（実施例８）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、リン酸二水素ナトリウムを０．５質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ４．６９）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例８の防炎性レーヨン繊維ｉ（以下、繊維ｉという。）を製造した。【００４６】
（実施例９）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、リン酸二水素ナトリウムを１．０質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ４．５３）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例９の防炎性レーヨン繊維ｊ（以下、繊維ｊという。）を製造した。【００４７】
（実施例１０）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、リン酸二水素ナトリウムを３．０質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ４．２４）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１０の防炎性レーヨン繊維ｋ（以下、繊維ｋという。）を製造した。【００４８】
（実施例１１）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、炭酸ナトリウムを０．５質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ１０．８６）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１１の防炎性レーヨン繊維ｌ（以下、繊維ｌという。）を製造した。【００４９】
（実施例１２）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、リン酸水素二ナトリウム０．５質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ８．７０）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１２の防炎性レーヨン繊維ｍ（以下、繊維ｍという。）を製造した。【００５０】
（実施例１３）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、リン酸水素二ナトリウム１．０質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ８．７６）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１３の防炎性レーヨン繊維ｎ（以下、繊維ｎという。）を製造した。【００５１】
（実施例１４）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、リン酸水素二ナトリウム３．０質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ８．７９）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１４の防炎性レーヨン繊維ｏ（以下、繊維ｏという。）を製造した。【００５２】
（実施例１５）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、０．２Ｍのリン酸水素二ナトリウムと０．２Ｍのリン酸二水素ナトリウムを９４．７：５．３の割合（体積比）で含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ８．３）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１５の防炎性レーヨン繊維ｐ（以下、繊維ｐという。）を製造した。【００５３】
（実施例１６）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、０．２Ｍのリン酸水素二ナトリウムと０．２Ｍのリン酸二水素ナトリウムを９１．５：８．５の割合（体積比）で含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ８．０）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１６の防炎性レーヨン繊維ｑ（以下、繊維ｑという。）を製造した。【００５４】
（実施例１７）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、０．２Ｍのリン酸水素二ナトリウムと０．２Ｍのリン酸二水素ナトリウムを８１：１９（体積比）の割合で含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ７．６）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１７の防炎性レーヨン繊維ｒ（以下、繊維ｒという。）を製造した。【００５５】
（実施例１８）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、０．２Ｍのリン酸水素二ナトリウムと０．２Ｍのリン酸二水素ナトリウムを６１：３９の割合（体積比）で含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ７．２）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１８の防炎性レーヨン繊維ｓ（以下、繊維ｓという。）を製造した。【００５６】
（実施例１９）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、リン酸水素二ナトリウム０．２Ｍとリン酸二水素ナトリウム０．２Ｍを３７．５：６２．５の割合（体積比）で含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ６．８）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１９の防炎性レーヨン繊維ｔ（以下、繊維ｔという。）を製造した。【００５７】
（実施例２０）
後加工において、ナトリウム系緩衝液として、リン酸水素二ナトリウム０．２Ｍとリン酸二水素ナトリウム０．２Ｍを１８．５：８１．５の割合（体積比）で含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ６．３）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２０の防炎性レーヨン繊維ｕ（以下、繊維ｕという。）を製造した。【００５８】
（比較例１）
被処理繊維に対し、ナトリウムを含む水溶液による後加工を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の防炎性レーヨン繊維ａ（以下、繊維ａという。）を製造した。【００５９】
（比較例２）
市販品のレーヨン繊維（Ｓｈａｎｄｏｎｇ  Ｈｅｌｏｎ  Ｃｏ．，ＬＴＤ製“ＨＥＬＯＮ”、以下において、単にＨＥＬＯＮという。）を比較例２として用いた。【００６０】
（比較例３）
後加工において、硫酸ナトリウムを３質量％含む水溶液（浴温度５０℃、ｐＨ７．８）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例３の防炎性レーヨン繊維ｖ（以下、繊維ｖという。）を製造した。【００６１】
実施例１〜２０及び比較例１〜３の防炎性レーヨン繊維について以下のように性能試験を行い、その結果を下記表１及び表２に示した。【００６２】
（性能試験）
（１）灰分
灰分は、ＪＩＳ  Ｌ  １０１５  ８．２０  に準じて測定した。具体的には、質量１ｇの繊維を、８５０℃の電気炉で２時間燃焼させたときに残る成分の質量を測定し、灰分を求めた。なお、灰分は、前記繊維の質量から水分を除いた質量に対して、燃焼させたときに残る成分の質量の質量％である。また、以下のように水洗処理した後の繊維を用いて、同様に灰分を求めた。【００６３】
［水洗処理］
日本薬局法脱脂綿の純度試験方法にある吸水量試験方法（編みカゴ法）を適用し水洗処理を行った。具体的には、繊維２ｇを精秤し、容器に詰め込む。容器はエナメル線で加工した高さ８ｃｍ径約５ｃｍφの円筒のかごを使用する。容器に均一に繊維を入れたのち、２５℃のイオン交換水に３分間浸漬した後に容器より取り出し、遠心脱水し、その後乾燥機で乾燥したものを水洗処理後のサンプルとした。【００６４】
（２）難燃性
板状に広げた繊維に、その２ｃｍ下方からディスポライターの炎（炎の長さ２．５ｃｍ）を直接あてた時の様子を観察した。炎は繊維塊に対して垂直にあてた。なお、評価用サンプル（繊維塊）は、原綿１〜２ｇをカード機で開繊してウェブとし、これを塊状にして作製した。また、繊維を前記のように水洗処理した後に、同様に炎をあて、その様子も観察した。観察結果に基いて、難燃性は、以下のような４段階で評価した。
Ａ：炎を近づけても炎が当たっている部分のみ燃焼の状態で、それ以上燃焼しない
Ｂ：炎を近づけたときに、綿のかたまり表面を若干走り、炎を離すと火が消える
Ｃ：炎を近づけたときに、綿のかたまり表面を火が走り、炎を離しても残炎がある
Ｄ：炎を近づけると燃え広がる
なお、上記において、Ｄ評価は一般的なレーヨン繊維にて観察した結果である。一般的なレーヨン繊維は、ビスコースに珪酸ソーダを添加せず、またナトリウムを含む水溶液を用いて後処理していない、一般的製造方法によって製造されたレーヨン繊維である。【００６５】
（白色度）
白色度（Ｌ値）は、ＪＩＳ  Ｌ  １０１５  ８．１７  Ｃ法（ハンター法）に準じて、以下のように測定した。カード機を通して開繊した繊維２０ｇを、温度１９０℃に設定した定温送風乾燥機（ＡＤＶＡＮＴＥＣ製“ＦＣ−６１２”）に入れ、５分間熱処理を行い、試料を作製した。白色度の測定には、日本電色工業株式会社製白色度計“ＺＥ−２０００”を用いて測定した。測定器に付属の容器に作製した試料２０ｇを詰めて、試料の向きを入れ替えて４回測色を行う（Ｌ，ａ，ｂ）。その４回の測定値（Ｌ値）の平均を繊維の白色度とした。【００６６】
（ＬＯＩの測定）
ＬＯＩ値は、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ｅ法（酸素指数法試験）に準じて、東洋理化工業業株式会社製酸素指数燃焼性試験機（ＯＮ−１型）を用いて、試験片としてこより（Ｅ−１号）又は不織布（Ｅ−２号）を支持具に取り付け測定した。試験片は、以下のとおり作製した。【００６７】
Ｅ−１号試験片（こより）：試料綿１ｇを開繊し、繊維長を２０〜３０ｃｍにそろえた後、一端を固定し、もう一端から撚りをかけていく。具体的には、ひっぱりながら撚りをかけていき、コブができる直前に撚ることを停止する。その後、中央から２つに折りにして、長さ約１１０ｍｍ、幅約６ｍｍのこよりを作製する。【００６８】
Ｅ−２号試験片（不織布）：低融点のポリエステル繊維（ユニチカ（株）製“４０８０”、繊度４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）３０質量％と、防炎性レーヨン繊維７０質量％を混合し、カード機を用いてカードウェブを作製し、目付が３００ｇ／ｍ２となるように重ね合わせる。その後、温度１８０℃に設定した定温送風乾燥機（ＡＤＶＡＮＴＥＣ製“ＦＣ−６１２”）を用いて、上記カードウェブをパンチングプレートに置き、ウェブ上にナイロンメッシュを置き、そこに２０ｇ／ｃｍ２となるような重りを載せて、定温送風乾燥機内にセットする。そのまま１０分間放置後、定温送風乾燥機内から取り出し、長さ１５０ｍｍ、幅６０ｍｍの不織布を作製する。【００６９】
（灰化状態）
繊維を既定の８００℃に設定した電気炉内に放置し、灰化状態を顕微鏡（ニコン社製“ＥＣＬＩＰＳＥ  Ｅ６００”、３２０倍）で観察し、軟化の有無及び気泡の有無を確認した。【００７０】
【表１】
2011080826.tif 000002
【００７１】
【表２】
2011080826.tif 000003
【００７２】
表１及び表２から分かるように、実施例の防炎性レーヨン繊維は、こより（Ｅ−１法）測定によるＬＯＩ値が３１以上であり、不織布（Ｅ−２法）測定によるＬＯＩ値が２４以上であり、難燃性に優れている。【００７３】
また、実施例２、５、及び比較例１、２の防炎性レーヨン繊維の８００℃での灰化状態を示す顕微鏡写真を、それぞれ図１〜４に示した。図１〜４及び表１から分かるように、８００℃において、比較例の繊維は、軟化しておらず、気泡も観察できないが、実施例の繊維は、軟化しており気泡も観察できた。すなわち、実施例の繊維は、燃焼時にソーダガラス構造を形成し、軟化点が低くなり、高温下でいち早くガラスが軟化してセルロースの分解を阻害できる。【００７４】
また、繊維ｂ〜ｕ（実施例）のうち、繊維ｅは後加工に用いた水溶液中の緩衝作用を有する成分が少ないので、難燃性が若干低い傾向にあった。また繊維ｆは、後加工に用いた水溶液中のナトリウムイオン濃度が低いので、難燃性が若干低い傾向にあった。繊維ｉ、ｊ、ｋは、後加工に用いた水溶液のｐＨが低いので、難燃性は若干低い傾向にあった。一方、繊維ｖ（比較例）については、後加工に用いた水溶液がナトリウムを含んでいるが緩衝作用を有する薬剤は含まれていないため、すなわちナトリウムを含む緩衝液ではなかったため、難燃性が得られなかった。これは、ナトリウムが繊維内部に存在しないからと考えられる。【００７５】
また、繊維ｂ〜ｈ（実施例）と繊維ａ、ｖ（比較例）について、水洗処理後の難燃性を測定すると、繊維ｂ〜ｈは、水洗後でも灰分の減少はほとんどなく、難燃性もほぼ変化していないことから、実施例の防炎性レーヨン繊維において、ナトリウムは繊維の内部に残存していると考えられる。【００７６】
また、繊維ｂ〜ｏ（実施例）と繊維ａ、ＨＥＬＯＮ（比較例）について、１９０℃熱処理後の試料の白色度を測定したところ、繊維ｉ、ｊ、ｋは白色度が高い、すなわち繊維の白さは維持しているものの難燃性が若干低い傾向にあり、繊維ｌは白色度が低く、すなわち繊維が着色しており、難燃性は高いが用途によっては製品価値が低下するレベルであった。それ以外の実施例の繊維は、いずれも高い難燃性と製品価値を維持していた。【００７７】
（成分分析）
繊維ａ、ＨＥＬＯＮ（比較例）、繊維ｂ、ｆ及びｇ、並びに水洗い処理後の繊維ｇ（実施例）の成分分析を、下記のように蛍光Ｘ線分析で行った。その結果を下記表３に示した。【００７８】
［蛍光Ｘ線分析］
蛍光Ｘ線分析は、島津製作所製蛍光Ｘ線分析装置“ＬＡＢ  ＣＥＮＴＥＲ  ＸＲＦ−１７００”を用いて、ＦＰ法による理論計算により測定した。この測定装置の概略と測定条件は、次のとおりである。
（ｉ）測定装置の概略
測定元素範囲  ４Ｂｅ〜９２Ｕ
Ｘ線管  ４ｋｗ薄窓，Ｒｈターゲット
分光素子  ＬｉＦ，ＰＥＴ，Ｇｅ，ＴＡＰ，ＳＸ
１次Ｘ線フィルタ  ４種自動交換（Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｚｒ）
視野制限絞り  ５種自動交換（直径１，３，１０，２０，３０ｍｍφ）
検出器  シンチレーションカウンタ（重元素）、プロポーショナルカウンタ（軽元素）
（ｉｉ）測定条件
管電圧−管電流  ４０ｋｗ−９５ｍＡ
繊維ａ、ＨＥＬＯＮ（比較例）、繊維ｂ、ｆ及びｇ、並びに水洗い処理後の繊維ｇ（実施例）のカットファイバーを用いて測定した。照射面は直径１０ｍｍφで厚み数ｍｍに調整し、上方から照射して下方に透過させて測定した。【００７９】
【表３】
2011080826.tif 000004
【００８０】
表３の結果から、繊維ｂ、ｆ及びｇ、並びに水洗い処理後の繊維ｇは、珪素とナトリウムの成分を含み、珪酸ナトリウムを形成していると考えられる。水洗いによる難燃耐久性を確認するため、繊維ｇについて水洗処理を行った。表３の水洗い処理後の繊維ｇの結果から、水洗しても、０．１質量％以上のナトリウム量を維持していることが分かる。また、水洗い処理後の繊維ｇの結果から、ナトリウムは少なくとも一部は繊維内に存在していることも分かる。また、繊維ｂ、ｆ、ｇ、水洗い処理後の繊維ｇ（実施例）、及びＨＥＬＯＮ（比較例）について、Ｓｉ／Ｎａ質量比を見ると、質量比が９０未満であると、特に良好な難燃性が得られることを確認した。【００８１】
（防炎性不織布）
繊維ｂ、ｇ、ｌ、ｍ（実施例）及び繊維ａ、ＨＥＬＯＮ（比較例）のそれぞれの試料綿を用いて、防炎性不織布を作製した。低融点ポリエステル繊維（ユニチカ（株）製“４０８０”、繊度４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）３０質量％と、試料綿７０質量％を混合し、カード機を用いてカードウェブを作製し、目付が３００ｇ／ｍ２となるように重ね合わせた。次に、温度１８０℃に設定した定温送風乾燥機（ＡＤＶＡＮＴＥＣ製“ＦＣ−６１２”）を用いて、上記カードウェブをパンチングプレートに置き、ウェブ上にナイロンメッシュを置き、そこに２０ｇ／ｃｍ２となるような重りを載せて、前記乾燥機内にセットした。そのまま１０分間放置して低融点ポリエステル繊維を溶融させて繊維同士を接着させた。その後、前記乾燥機内から不織布を取り出して、防炎性不織布を得た。実施例の繊維ｂ、ｇ、ｌ、ｍを含む防炎性不織布は、良好な難燃性を示した。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上説明したように、本発明は、炎を防ぐ防炎性が良好でかつ難燃性（自己消火性）を有する防炎性レーヨン繊維及びその製造方法を提供することができる。また、本発明の主成分であるレーヨン繊維は生分解性を有し、他成分は主に珪素とナトリウムを含む化合物であるため、環境への負荷の少ない防炎性レーヨン繊維を提供できる。特に、従来、防炎製品に用いられてきたガラス繊維、石綿、アラミド繊維等に替わる材料として用いることができる。本発明の防炎性レーヨン繊維は、織物、編物、不織布等に加工して、例えば、防災物品、台所用ファンフィルター、シーツ、枕カバー、寝具用マット、寝具用カバー、防火スクリーン、インテリア用品（カーペット、椅子張り、カーテン、壁紙基布、壁材等）、車両の内装材（マット、内張布等）等の用途に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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